城市垃圾渗沥液—烟气脱硫体系中高浓度so,4'2-的生物转化

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1、四川大学博士学位论文城市垃圾渗沥液—烟气脱硫体系中高浓度SO<,4><'2->的生物转化姓名：万海清申请学位级别：博士专业：化学工程指导教师：朱家骅20041018凹川大学博士学位论文城市垃圾渗沥液一烟气脱硫体系中高浓度S042-的生物转化化学工程专业博士生万海清指导教师朱家骅我国大气污染以煤烟型为主，每年由于S02和酸雨所造成的直接和间接经济损失高达干亿元，因此控制“煤烟型”S02污染的任务紧迫。与此同时，国内主要采用的卫生填埋处置日益增多的城市垃圾，其直接后果是产生大量有毒有害的有机废水一垃

2、圾渗沥液，如何处理垃圾渗沥液已经成为环保领域又一紧迫任务。本论文提出垃圾渗沥液湿法烟气脱硫一微生物硫转化互补体系，使上述两种污染治理过程合二为一。即垃圾渗沥液用于烟气脱硫后变成富含硫酸盐的有机废水，再用硫酸盐还原菌等生物处理转化；在有效降低硫酸盐浓度的同时，将大量的s。氧化为单质硫，从而避免造成二次污染。因此，本研究为获得对硫酸盐或硫化物有强转化性能的优势菌，对硫酸盐还原菌(SRB，能使SOt2。一s。)、硫氧化光合菌(SPSB，能使s2一一So)分别进行了分离筛选，并对这两种菌的生物学特性，以

3、及它们对垃圾渗沥液烟气脱硫尾液中硫酸盐、硫化物的生物转化能力、单质硫的生成情况等进行了详尽的研究，得到了以下结论：1．从硫酸厂废水淤泥中分离筛选出了一株SRB，其菌体形态呈弧状或细杆状，成熟细胞大小为O．4～0．6X3．O～5．0岬，摇摆式运动，单极生鞭毛，芽孢染色阴性，革兰氏染色阴性。分离的SRB属中温菌，最适生长温度为35"C；最适生长pH6．O～6。5；非严格厌氧，适量氧气不会影响菌体生长。该菌株初步鉴定为脱硫弧菌J蓠(Desulforib，io)细菌。l万海淆：城市{々圾渗澌液一烟气脱硫

4、体系中高浓度s042-的生物转化2．从城市河流滞水区域中分离筛选出的一株SPSB，其菌体形态呈杆状，略有弯曲，大小为1．0--1．0×2．0p_m。染色特性为革兰氏染色阴性、未观察到芽孢、无鞭毛，细胞以二分分裂方式繁殖。所得SPSB属中温菌，严格厌氧，最适生长温度为30℃：在pH6．O～9．0的范围内都能生长：其最适pH为8．0，最佳光照条件为1500lux，细菌叶绿素a是其主要光合色素，在黑暗情况下分离菌不能生长；初步鉴定为着色菌属内的小着色菌(Chromatiumminus)。3．SRB菌株

5、在硫酸盐异化作用过程中，能以甲醇、乙醇、乳酸、葡萄糖等有机物作为电子供体，因此兼有去除COD的作用。实验表明：COD／S04。比值越大，硫酸盐还原反应进行得越彻底，但是超过2．5以后影响逐渐变小：COD／S040为2．0～2．5时，COD的去除率在55％左右，S042。的去除率在70％以上。4．SPSB对生长环境中的营养要求比较简单，经硫酸盐还原菌处理后的城市垃圾渗沥液即可满足分离菌正常生长的营养要求，只需一定的光照条件。SPSB菌株在氧化硫化物过程中，可以利用乳酸、柠檬酸和碳酸氢钠，但不能利用

6、乙酸、乙醇、甲酸及葡萄糖。在氮源的利用上，分离菌能很好的利用氨盐，但不能利用N02一、N03--及脲。5．通过对SRB菌株的无机盐培养基配方的正交优化试验，确定出了最佳配方，且发现KH2P04和NaCl对菌体细胞生长的影响最大：考察了F矿对分离菌生长的影响，随着Fe”浓度的增大，细胞生长代谢活动更加旺盛，但是当Fe”浓度达到3～49／L以后，细胞生长对Fe斗的需要达到了饱和程度。6．在厌氧反应器中对分离菌SRB进行了放大培养，并采用N2吹脱№s，提高了硫酸盐还原率；在最适环境条件中分离菌SRB培

7、养5天后，硫酸根还原能力达1900mg／l，还原率为76％。7．通过逐步提高SPSB菌周围生长环境硫化物的浓度，培养SPSB对硫化物环境的适应能力，提高对硫化物的氧化性能。实验证明，当控制好菌的生长影响因素，SPSB菌可以在环境中硫化物浓度高达1000mg／L的条件下生长良好；且发酵反应液中93％左右的硫化物被氧化转化，其中部分硫化物被氧化成硫酸，部分的硫化物被氧化成硫单质：硫元素在SPSB培养沉淀物中的含量达80．44％。Uq川大学博

8、‘学位论文8．在共同处理高浓度硫酸盐有机废水时，SPSB与

9、SRB先后单独处理方式的处理效果比两种蔼同时混合处理方式的效果好，但前者的成本比后者高。本研究分离得到了对垃圾渗沥液烟气脱硫尾液中的硫酸赫、硫化物具有较强还原和氧化能力的硫酸盐还原菌和硫氧化光合菌；研究了它们的生物学特性与生长影响因子：利用两菌配合处理垃圾渗沥液烟气脱硫尾液并获得单质硫，得到了较好的结果。研究成果为对该互补体系进一步开展相关研究、为生物处理硫酸盐有机废水的研究和应用奠定了良好的基础。本论文提供了一种治理环境问题的新思路，即实现两类污染物(烟气，垃圾渗沥液)在同一套工艺中进行互补生